题目内容
【题目】在某高空杂技类节目现场下方放置有一弹簧垫,此弹簧垫可视为质量为m的木板,与两相同直立轻弹簧的上端相连,静止时弹簧的压缩量为h,如图所示。某同学为了测试弹簧垫的性能,将一质量为0.5m的物体从距木板上方6h的O点由静止释放,物体与木板碰撞后,一起向下运动,到达最低点后又向上运动,它们恰能回到A点,空气阻力、木板厚度、物体大小忽略不计,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
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A.整个过程中,物体、木板和两弹簧组成的系统机械能守恒
B.物体与木板一起向下运动过程中的速度先增大后减小
C.物体与木板碰后瞬间加速度大小为
,物体与木板恰好回到A点时加速度大小为g
D.物体与木板碰撞之前,两弹簧的弹性势能总和为0.5mgh
【答案】BCD
【解析】
A.当物体与木板碰撞过程中,碰后一起运动,属于完全非弹性碰撞,有机械能损失,所以A错误;
B.碰撞前,木板处于静止状态,弹簧的弹力等于木板的重力,即
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当碰撞后物体和木板一起运动,物体和木板整体的重力大于弹力,所以整体先向下加速运动,当弹力大于总重力时,物体又开始向下做减速运动,物体与木板一起向下运动过程中的速度先增大后减小,所以B正确;
C.碰撞后,木板和物体的总重力为
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那么,碰撞瞬间整体的加速度为
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物体与木板恰好回到A点时,速度为0,弹力为0,所以整体只受重力作用,所以此时加速度为
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所以C正确;
D.对物体由动能定理可得,物体与木板碰撞前的速度为
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碰撞过程由动量守恒可得
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则物体和木板碰撞后的速度为
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从碰后到最后恰好到A点过程中,整体机械能守恒,则
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物体与木板碰撞之前,两弹簧的弹性势能总和为0.5mgh,所以D正确。
故选BCD。
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